隧道圍巖分級與圍巖壓力-圍巖分級（隧道施工課件）

圍巖分級CONTENTS目錄圍巖分級的目的影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素國內(nèi)主要地下工程圍巖分級(類)標(biāo)準(zhǔn)一、圍巖分級的目的各種圍巖的物理性質(zhì)之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，依照這些聯(lián)系和規(guī)律，可將圍巖劃分為若干級，這就是圍巖分級。概念★隧道圍巖分級是設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)（工程類比法就是建立在圍巖分級的基礎(chǔ)上的）。一、圍巖分級的目的目的①作為選擇施工方法的依據(jù)。②進(jìn)行科學(xué)管理及正確評價經(jīng)濟(jì)效益。③確定結(jié)構(gòu)上的荷載(松散荷載)。④給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸。⑤制定勞動定額、材料消耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)等等。二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素巖體的結(jié)構(gòu)特征可以簡單地用巖體的破碎程度或完整性來表示，在某種程度上它反映了巖體受地質(zhì)構(gòu)造作用的嚴(yán)重程度。巖體的破碎程度或完整狀態(tài)是指構(gòu)成巖體的巖塊大小及這些巖塊的組合排列形態(tài)。1、地質(zhì)因素巖體結(jié)構(gòu)特征二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素在塊狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的巖體中，控制巖體破壞的主要因素是軟弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)及它們在空間的組合狀態(tài)。結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間的組合二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素

從下述的5個方面來研究結(jié)構(gòu)面對地下工程圍巖穩(wěn)定性影響的大?。航Y(jié)構(gòu)面的成因及其發(fā)展史。結(jié)構(gòu)面的平整、光滑程度。結(jié)構(gòu)面的物質(zhì)組成及其充填物質(zhì)情況。結(jié)構(gòu)面的規(guī)模與方向性。結(jié)構(gòu)面的密度與組數(shù)。二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素在整體結(jié)構(gòu)的巖體中，控制圍巖穩(wěn)定性的主要因素是巖石的力學(xué)性質(zhì)，尤其是巖石的強(qiáng)度。一般來說，巖石強(qiáng)度越高，洞室越穩(wěn)定。

圍巖的初始應(yīng)力場是地下工程圍巖變形、破壞的根本作用力，它直接影響圍巖的穩(wěn)定性。巖石的力學(xué)性質(zhì)圍巖的初始應(yīng)力場二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素地下水狀況地下水對圍巖的影響主要表現(xiàn)在：軟化圍巖。01軟化結(jié)構(gòu)面。02承壓水作用。03二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素尺寸：在同一級(類)圍巖中，洞室跨度愈大，圍巖的穩(wěn)定性就愈差；形狀：地下洞室的形狀主要影響開挖后圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。開挖方法對地下工程圍巖穩(wěn)定性的影響較為明顯，在分級(類)中必須予以考慮。

2、人為因素地下洞室尺寸和形狀

施工中采用的開挖方法三、國內(nèi)主要地下工程圍巖分級（類）標(biāo)準(zhǔn)目前鐵路隧道圍巖分級采用兩種方法，即以圍巖穩(wěn)定為基礎(chǔ)的分級方法和按彈性波(縱波)速度的分級方法。1、《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》的圍巖分級三、國內(nèi)主要地下工程圍巖分級（類）標(biāo)準(zhǔn)

《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》將單、雙線鐵路隧道的圍巖劃分為六級（見下表）。2、圍巖基本分級及其修正基本分級三、國內(nèi)主要地下工程圍巖分級（類）標(biāo)準(zhǔn)級別圍巖主要工程地質(zhì)條件圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)（單線）圍巖彈性縱波速度（km/s）主要工程地質(zhì)條件結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅰ硬質(zhì)巖（單軸飽和抗壓極限強(qiáng)度Rc>60MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微，節(jié)理不發(fā)育，無軟弱面（或夾層）；層狀巖層為厚層，層間結(jié)合良好呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)圍巖穩(wěn)定，無坍塌，可能產(chǎn)生巖爆>4.5Ⅱ硬質(zhì)巖（Rc≈30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響較重，節(jié)理較發(fā)育，有少量軟弱面（或夾層）和貫通微張節(jié)理，但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不一致產(chǎn)生滑動；層狀巖層為中層或厚層，層間結(jié)合一般，很少有分離現(xiàn)象，或?yàn)橛操|(zhì)巖石偶夾軟質(zhì)巖石呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)暴露時間長，可能會出現(xiàn)局部小坍塌，側(cè)壁穩(wěn)定，層間結(jié)合差的平緩巖層，頂板易塌落3.5—4.5軟質(zhì)巖（Rc≈30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微，節(jié)理不發(fā)育；層狀巖層為厚層，層間結(jié)合良好呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)Ⅲ硬質(zhì)巖（Rc>30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響較重，節(jié)理較發(fā)育，有層狀軟弱面（或夾層），但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不一致產(chǎn)生滑動；層狀巖層為中層或厚層，層間結(jié)合差，多有分離現(xiàn)象；或?yàn)橛?、軟質(zhì)巖石互層呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)拱部無支護(hù)時可產(chǎn)生小坍塌，側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動大易坍塌2.5—4.0軟質(zhì)巖（Rc=5~30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響輕重，節(jié)理較發(fā)育；層狀巖層為薄層、中層或厚層，層間結(jié)合一般呈大塊狀砌體結(jié)構(gòu)鐵路隧道圍巖分級三、國內(nèi)主要地下工程圍巖分級（類）標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ硬質(zhì)巖（Rc>30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響很嚴(yán)重，節(jié)理很發(fā)育，層狀軟弱面（或夾層）已基本被破壞呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)拱部無支護(hù)時可產(chǎn)生較大坍塌，側(cè)壁有時失去穩(wěn)定1.5—3.0軟質(zhì)巖（Rc=5~30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)土體:1.略具壓密或成巖作用的粘性土及砂類土2.黃土(Q1,Q2)3.一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎、卵石土、大塊石土1和2呈大塊狀壓密結(jié)構(gòu)Ⅴ巖體：軟巖，巖體破碎至極破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖（包括受構(gòu)造影響嚴(yán)重的破碎帶）呈角（礫）碎（石）狀松散結(jié)構(gòu)圍巖易坍塌，處理不當(dāng)會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng)常小坍塌，淺埋時易出現(xiàn)地表下沉（陷）或坍塌至地表1.0—2.0土體：一般第四系堅(jiān)硬，硬塑的粘性土，稍密及以上、稍濕或潮濕的碎石土、卵石土、圓礫土、粉土及黃土（Q3,Q4）非粘性土呈松散結(jié)構(gòu)，粘性土及黃土呈松軟結(jié)構(gòu)Ⅵ巖體：受構(gòu)造影響很嚴(yán)重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶呈松軟結(jié)構(gòu)圍巖極易坍塌變形，有水時土砂常與水一齊涌出，淺埋時易坍塌至地表<1.0（飽和狀態(tài)的土<1.5）土體：軟塑狀粘性土、飽和的粉土、礫類土粘性土呈易蠕動的松軟結(jié)構(gòu)，砂性土呈潮濕松散結(jié)構(gòu)三、國內(nèi)主要地下工程圍巖分級（類）標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)單位時間的滲水量可將地下水狀態(tài)分為3級。地下水影響的修正級別狀態(tài)滲水量（min·10m）Ⅰ干燥或濕潤＜10Ⅱ偶有漏水10～25Ⅲ經(jīng)